ESPACIOS SEMI T

Pro Mathematica: Vol. VIII, Nos 15-16, 1994
ESPACIOS SEMI T 112
Miguel Caldas Cueva
Sumario
En este trabajo investigamos el axioma de separación en
espacios semi T112 y estudiamos algunas de sus propiedades
básicas. Además de esto, analizamos las relaciones
entre este axioma de separación con los bien conocidos axiomas
para los espacios semi T2 , semi T1 y semi To .
l. Introducción
Después de los trabajos de N. Levine [6] sobre conjuntos semi-abiertos,
varios matemáticos giraron su atención hacia la generalización de varios
conceptos topológicos, considerando conjuntos semi-abiertos en lugar de
abiertos. En este camino, P. Bhattacharyya y B. K. Lahiri [1] definieron el
concepto de conjuntos semi-cerrados generalizados de un espacio topológic-O
(sg-cerrado), ayudándose del concepto de conjunto semi-abierto. Debe
hacerse notar, que los conjuntos semi-cerrados generalizados no tienen
conexión con los conjuntos cerrados generalizados considerados en [7],
aunque ambos generalizan el concepto de conjunto cerrado. Son, entonces,
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Universidad e Federal Fluminense. Deparramelllo de Matemática Aplicada -JMUFF
Rua Sáo Paulo s/n. 24020-005- Niterói, RJ- Brasil.
de algún interés los espacios semi T112, en los cuales, los conjuntos senúcerrados y los conjuntos sg-cerrados coinciden. En el presente trabajo,
continuamos el estudio de tales espacios, investigando su C{)mportanúento
respecto a subespacios, transformaciones y productos. Definimos los
espacios senú-simétricos, y se muestra que en tales espacios, semi T0 , senú
Tl/2, y semi T1 son equivalentes. Para probar esto necesitamos el siguiente
material.
Definición 1.1 - Si (X;t) es un espacio topológico y A e X, entonces A es
llamado semi-abierto [6] s~ exisie O E 't tal que O e A e Cl(O). La familia
de todos los conjuntos semi-abiertos se denotará por SO(X,'t).
Definición 1.2 - Si (X,'t) es un espacio topológico y A,B e X, entonces A es
semi-cerrado [2) si, su complemento A e (o X- A) es semi-abierto y la semiclausura de B, denotada por sCl(B), es la intersección de todos los
conjuntos semi-cerrados que contienen a B.
Nota 1.1- Un conjunto Bes semi-cerrado si y solo si sCl(B) =B.
Definición 1.3 - Una aplicación f.(X,'t) - (Y,a) es irresoluble [5] si, para
todo conjunto semi-abierto A, ¡-\A) es también semi-abierto.
Definición 1.4 - Un subconjunto A de un espacio topológico (X,'t) es
llamado cerrado generalizado (g-cerrado) [7], si Cl(A) e O cumple
siempre que AeO y O E 't. Un subconjunto B de (X,'t) es llamado g-abierto
de (X,'t) si, Be es g-cerrado en (X,'t).
Definición 1.5 - Un espacio topológico (X,'t) es semi T0 (resp. semi T1)(8]
si, para todo x,yEX tal que x "" y existe un conjunto senú-abierto que
contiene a x pero no a y o (resp., y) un conjunto semi-abierto que contiene
a y pero no a x.
Definición 1.6 - Un espacio topológico (X,'t) es semi T2 [8] s~ para todo
x,yEX tal que X""Y existen conjuntos 0 1 y 0 2 semi-abiertos tal que xEO¡,
yE02 y o1n o2 =0.
Se cumple la siguiente implicación:
T2 -semi T2
~
~
Tt -semi Tt
~
~
To -semi To
116
2 Espacios Semi T 112
Definición 2.1 - Un subconjunto A de un espacio topológico (X, -r) es
llamado semi-cerrado generalizado (sg-cerrado) [1] s~ sCl(A) e O.siempre
que AeO y O es semi-abierto. Un subconjunto B de (X, -r) es llamado sgabierto de (X, -r) s~ Be es sg-cerrado en (X,-r).Todo conjunto semi-cerrado es
sg-cerrado pero lo inverso no es cierto ([1 ]).
Definición 2.2 - Un espacio topológico (X,-r) es llamado semi T112 [1], si
todo conjunto sg-cerrado en (X,-r) es semi-cerrado en (X,-r).
Teorema 2.1 - [1 ]. Sea (X,-r) un espacio topológico. Entonces,
(i) Todo espacio semi T 112 - es semi T0•
(ii) Todo espacio T1 es semi T 112 •
Dem.: Si (X,-r) es un espacio semi T112 que no es semi To entonces existen
x,y, xoty, tales que sCl({x}) = sCl({y}) [8). Sea A = sCI({x}) n {x}". Se
mostrará que A es sg-cerrado pero no semi-cerrado. Sea O un conjunto semiabierto cualquiera que contiene a x. Como xEsCl({y}), {y} n O • 0, i.e.
yEO. Ahora sCl({y}) n O ::> {y} y, sucesivamente, esto muestra que
sCl({x})n O::> {y}, sC/({x})n O n{xf::> {y}n{x}", sCl({x})n {x}" nO::>
{y}, AnO::>{y}ot 0. Esto implica que x E sCl(A). Pero x ~A. Por lo tanto,
x E sD(A) (= conjunto de todos los puntos semi-límite de A). Luego,
sD(A)(,tA y entonces A no es semi-cerrado [4].
Supongamos ahora que A e G donde G E SO(X,-r). Para mostrar que
sCl(A) e G, es suficiente probar que sCl({x})eG. Pero sC/({x})n{x}"
=AeG y sD({x}) e {x}". Entonces sD({x}) e G y así sólo es necesario
mostrar que xEG. Si es posible, sea x E G0 • Luego y E sC/({x}) e Gc. De
aquí y E sC/({x}) n {x}" =A e G. Así y E G n G", lo cual es una
contradicción. Por ende, sC/(A) e G, así que A es sg-cerrado. Por eso (X;t)
no es semi T112 • (ii). Sea (X,-r) semi T1• Es suficiente mostrar que un
conjunto que no es semi-cerrado tampoco es sg-cerrado. Con este fin,
supongamos que A ex y A no sea semi-cerrado. Sea x E sCl(A)-A. Entonces
{x}e sCl(A) -A. Como X es semi T¡, {x} es un conjunto semi-cerrado [4].
Por ([1) Teorema 1), A no es sg-cerrado. Esto prueba (ii) y por lo tanto el
Teorema. O
117
Ejemplo 2.1- Sea X= {a,b} y 't = {0,{a},X}. Entonces (X,'t) es un espado
semi T 112 pero no semi T1 (el lector puede construir ejemplos para el otro
caso).
Teorema 2.2 • (X,'t) es semi T112 s.s.s. 'r/ x EX, {x} es semi-abierto o bien es
semi-cerrado.
Dem.Necesidad: Supongamos que X es semi T112 y que exista x E X, tal que
{x} no es semi-cerrado. Como X es el único semi-abierto de {x}", {x}" es sgcerrado y así semi-cerrado. Luego {x} es semi abierto.
Suficiencia: Sea ACX sg-cerrado con xEsCl(A). Si {x} es semi-abierto,
{x}nAot0. Caso contrario {x} es semi-cerrado y 0otsCl({x})nA={x}nA
por ([1 ], Teorema 1). En cualquiera de los casos xEA y entonces A es semicerrado (Nota 1.1). O
Corolario 2.1 • X es semi T112 s.s.s. cada subconjunto de X es la
intersección de todos los conjuntos semi-abiertos y todos los conjuntos
semi-cerrados que lo contienen.
Dem. Necesidad: Sea X semi T112 con B C X cualquiera. Entonces, por
el Teorema 2.2, B = n{{x}"; X$. B}es una intersección de senú-abiertos y
senú-cerrados. El resultado sigue de esto.
Suficiencia: Para cada x E X, {x}" es la intersección de todos los conjuntos
senú-abiertos y todos los conjuntos senú-cerrados que lo contienen. Así {x}"
es ya sea semi-abierto o semi-cerrado, y X es semi T1a. O
Teorema 2.3 - La propiedad de ser un espacio semi T112 es hereditaria, i.e.
todo subespacio de un espacio semi T112 es también semi T 112 •
Dem. Sea Y un subespacio de un espacio senú T112 X. Sea yEYCX. Entonces
{y}ESO(X,'t) o {y}ESC(X,'t) (= familia de todos los eonjuntos semi-cerrados
del espacio topológico (X,'t)). Luego, por ([6] Teorema 6} {y} es ya sea
semi-abierto en Yo semi-cerrado en Y. Por el Teorema 2.2, Y es semi T112 • O
Definición 2.3 -Sea (X,'t) y (Y,a) espacios topológicos; una aplicación
(X,'t)- (Y,a) es llamada pre-semi-abierta (resp. pre-semi-cerrada) [5] si,
para todo AESO(X,'t) (resp. AESC(X,'t)) f(A)ESO(X,'t)(resp. f(A)ESC(Y,a)).
f
Teorema 2.4 - Si (X,'t) es semi T112 y f (X,'t) - (Y,a) es irresoluble, presemi-cerrada y sobre, entonces (Y,a) es semi T112 •
Dem: Sea B e Y sg-cerrado. Mostraremos que f 1(B) es sg-eerrado en (X,'t).
Sea ¡t(B) e O donde O es semi-abierto en (X,'t).
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Ahora:
f[sCl(f\B)) n Oc] e[(sCl(/"1(B))) n[(Oc)
e[(sCl(f" 1 (B))) n Be
e sCl(f["1(B)) n Be
e sCl(B)- B
y por ([1], Teorema 1), JisCl(f.\B)) n Oc)= 0, así sCl(f"1(B)) n oc= 0.
Entonces sCl(f"1(B)) e O. Por tanto [" 1 (B) es sg-cerrado en (X;t) provando
nuestra afirmación. Luego f "1 (B) es semi-cerrado puesto que (X;t) es senú
T112• Entonces B= jlf"1 (B)) es semi-cerrado en (Y,o), y (Y,a) es senú T112 • O
Definición 2.4 - Una biyección f: (X;t) - Y,a) es semi-homeomorfismo [5]
si, f es irresoluble y pre-semi-abierta. Decimos que los espacios (X;t) y
(Y,a) son semi-homeomórficos si existe un semi-homeomorfismo de (X,'t)
sobre (Y,a).
Todo homeomorfismo es semi-homeomorfismo pero la recíproca no es
verdadera.
Ejemplo 2.2- Sea X= {a,b,c} y consideremos las topologías a = {0,{a},
,{a,b},x} y 't = {0,{a},{a,b},{a,c},X}. Sea f. (X,'t} - (Y,o} definida por
f(x) = x para todo x E X. Entonces fes un semi-homeomorfismo, pero f no es
un homeomorfismo.
Corolario 2.2 - La imagen semi-homeomórfica de un espacio T112 es semiTvz·
Dem.:Como f: (X,'t)- (Y,a) es biyectiva, las condiciones "fpre-senú-abierta
y f pre-semi-cerrada son de hecho equivalentes". Por tanto, la prueba sigue
del Teorema 2.4. O
Teorema 2.5 • Sea {(X;,'t;)}¡8 una familia de espacios topológicos y sea
X=Il{X;;iEl} dotado de la Topología producto. Entonces si X es semi-T112, X;
es semi-T112 para todo i E J.
Dem.: Es suficiente observar que X contiene un subespacio homeomórfico a
X; y aplicar el Teorema 2.3 y el Corolario 2.2. O
Lema 2.1 - Sea {(X;,'t;)};s una familia de espacios topológicos y sea
X= II{X;;iEl} dotado de la Topología producto y sea I infinito. Entonces X
es semi-T112 s.s.s. X es semi-T1•
Dem.: La suficienda es el Teorema 2.1. Probemos la necesidad. Sea x EX, y
notemos que {x} no es semi-abierto en la topología producto por ([6],
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Teorema 1) y dado que hay infinitos factores no unitarios en X. Por el
Teorem 2.2, {x} es semi-cerrado y X es senil T1 ([8], Teorema 4.2). O
Teorema 2.6 - Sea {(X;;t¡)}¡EJ una familia de espacios topológicos y
X=ll{X¡;iEl} dotado de la topología producto, donde 1 es infinito. Entonces
X es semi-T112 , si X¡ es semi T1 para todo i E/.
Dem.: Es suficiente aplicar el Lema 2.1 y el hecho de que un espacio
producto es semi T1 , si cada factor es semi T1• O
Teorema 2.7 -Si (X;t) es semi T112 y SO(X;t) e SO(X,a), entonces (X,a) es
semi T112 •
Dem.:. Para xEX, {x}ESO(X;t)CS'O(X,o) o bien {x}"ESO(X;t)CS'O(X,o) O
3 Espacios Semi-Simétricos
Definición 3.1 - Un espacio topológico (X;t) será llamado semi-simétrico,
si para x e y en X, x E sC/({y}) implica que y E sC/({x}).
Teorema 3.1 - Un espacio topológico (X;t) es semi-simétrico s.s.s. {x} es
sg-cerrado para cada x en X.
Dem. Suficiencia: Supongamos x E sCl({y}), pero y~ sCI({x} ),. Entonces
{y} e [sCl({x})] 0 y así sCl({y}) e [sC/({x})J". Entonces X E [sC/({x})]", lo
que es una contradicción.
Necesidad: Supongamos {x} e O ESO(X;t), pero sC/({x}) C/:. O. Entonces
sC/({x})noc .. 0; consideremos yEsC/({x})noc. Por tanto, .xEsCl({y})eOc
y x $.O, lo que es una contradicción. O
Corolario 3.1 - Si (X;t) es un espacio semi T1, entonces (X;t) es semisimétrico.
Dem.: En un espacio semi T¡, los conjuntos unitarios son semi-cerrados ([8],
Teorema 4.1) y por tanto es sg-cerrados. Por el Teorema 3.1, el espacio es
semi-simétrico. O
Corolario 3.2 - Un espacio topológico (X;t) es semi-smétrico y semi T0 sii
(X;t) es semi T1•
Dem.:.Por el Corolario 3.1 y el Teorema 2.1 es suficiente probar solamente
la necesidad. Sea, entonces x .,. y y por semi T0 , podemos asumir que
xEOe{y} 0 para algún O E SO(X;t). Entonces x ~ sC/({y}) y de aquí
120
y$sC/({x}). Existe un 0
espacio semi T1• O
1
ESO(X;t) tal que
yE0 1 C{x}" y (X;t) es un
Teorema 3.2 - Sea (X,-r) un espacio semi-simétrico. Entonces las siguientes
afirmaciones son equivalentes:
(i) (X,-r) es semi T0 •
(ii) (X,-r) es semi T 112 •
(iii) (X,-r) es semi T1 •
Dem:.
(i)
(iii)
.-
(iii) : Corolario 3.2
(ii) --+ (i) : Teorema 2.1
o
Referencias
[ 1] P. Bhattacharyya and B. K. Lahiri, "Semi-generalized closed sets in
Topology", Ind. Jr. Math., 29 (1987), 375-382.
[2] N. Biswas, "On c/wracterization of semi-continuous function", Ati.
Accad. Naz. Lincei Rcnd. CI. Sci. Fis. Mat. Natur., 48 (1970), 399-402.
[3] M. Caldas, "On g-closed sets and g-continuous mappings", Kyungpook
Math. Jr., 33 (1993), 79-83.
[4] P. Das, "Note on some applications of semi-open sets", Progr. Math.
(Allahabab), 7 (1973), 33-44.
[5] S.G. Crossley and S. K Hildebrand, "Semi-topological properties",
Fund. Math., 74 (1974), 233-254.
[6) N. Levine, "Semi-open sets and semi-continuity in Topological space",
Amer. Matb. Monthly. 70 (1963), 36-41.
[7] N. Levine, "Generalised closed sets in topology", Rend. Circ. Mat.
Palcnno, 19 (1970), 89-96.
[8] S. N. Maherwari and R. Prassad, "Some new sparation axioms", Ann.
Soc. Se. Bruxelles_ R9 ( 197'i) '1Q'i.40?
[email protected]
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